本发明属于储氢系统，特别是涉及到储氢系统参与电力系统功率分配的一种优化策略。
背景技术：
1、为应对环境问题，以风能、光伏发电为代表的新能源并网比例逐年升高，但其发电存在随机性、间歇性和随机性等特点，对电力系统的稳定运行带来很大的困难。随着储能技术的发展，储能成为弥补新能源大量并网带来的缺陷的有效手段。氢储能技术是一种通过电转氢转电技术来实现绿色、规模化、长期的储能方法，它能够有效解决可再生能源消纳以及缓解峰谷差过大的问题。然而，在推广储氢应用过程中凸显的如系统运维成本高和能量转换效率低等问题，成为制约大规模储氢系统发展的重要制约因素。
2、因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是：提供考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，在储氢系统参与调峰的成本模型和收益模型进行分析、提升储氢系统参与电网调峰积极性的基础上，进一步研究储氢单元优化控制策略，解决储氢系统参与电网调峰经济性差、储氢系统内部单元运行效率低的问题。
2、考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，包括以下步骤，
3、步骤一、建立储氢参与电网调峰系统，根据储氢系统参与电网调峰的功率指令，进行储氢系统内部储能单元之间的调控；
4、步骤二、构建储氢系统参与调峰经济性模型和储氢系统内部单元功率分配模型，及其约束条件；
5、步骤三、根据步骤二的模型和约束条件提出储氢系统参与调峰和内部储能单元功率优化分配策略，建立控制策略评价指标。
6、所述步骤一储氢参与电网调峰系统满足的能量平衡关系为：
7、pc,tδt＝pd,tδt
8、式中，pc,t,pd,t分别为t时刻储氢系统的总充放电功率，
9、所述步骤一储氢系统内部包括一个以上储能单元，每个储能单元均包括电解槽、储氢罐以及燃料电池，且各储能单元之间串联。
10、所述步骤二储氢系统参与调峰经济性模型建立方法为：
11、系统的成本模型和收益模型进行分析，成本模型包括储氢系统容量投资成本和运行维护成本，容量投资成本由电解槽容量成本和燃料电池成本构成：
12、ci＝cvelec+cvfced
13、式中：cvel,cvfc分别为电解槽和燃料电池的单位容量投资成本，ec,ed分别为电解槽和燃料电池的单位投资容量；
14、运行维护成本为：
15、
16、式中：cmel,cmfc分别为电解槽和燃料电池的单位运行维护成本；
17、收益模型包括出售剩余氢气收益、环境收益、储氢调峰套利收益；
18、在一个采样周期结束后，通过售卖储氢罐中剩余氢气获得的销售收益为：
19、
20、式中：为h2的市场价格，为剩余氢气的量；
21、环境收益为：
22、
23、式中：ie,t为t时刻环境收益，δmx,t为t时刻第x种污染物排放减少量，λx,t为t时段第x种污染排放物的环境价值，μk,t为第x种污染物在t时刻的惩罚数量级，m为污染物排放种类，γ为燃煤发电成本，β为新能源补贴，
24、储氢系统参与电网调峰可以利用电网峰谷分时电价，其建立储氢系统套利收益指标公式为：
25、
26、式中：ρt为峰谷电价，
27、以储氢系统参与电网调峰经济性最优构建目标函数为：
28、f1＝max(is+ie+ia-ci-cm)
29、所述步骤二储氢系统内部单元功率分配模型的构建方法为：
30、各时段储能单元充放电可接纳功率进行计算，如下式，
31、
32、
33、式中：为第i个储氢单元t时刻可接纳充放电功率，sochmax,sochmin储氢单元容量上下限，为t时刻第i个单元的容量状态，为储氢单元额定功率；
34、储氢单元在执行功率指令后容量存储状态变化为：
35、
36、式中：为各时刻各单元分配的充放电功率,δt为采样步长，ebn为储氢单元额定容量；
37、储氢系统在执行一个周期后总充放电功率为：
38、
39、
40、式中：为第i个单元的总充放电功率，t为运行周期；
41、不同工作温度下储氢单元充放电效率与功率拟合公式为：
42、
43、
44、式中：ηc,i，ηd,i分别为储氢单元i对应的充电和放电效率，参数a-i为充放电拟合曲线对应参数；
45、储氢系统有功功率损失为电池端口功率和内部功率的差值：
46、
47、式中:分别为第i个储氢单元的充电和放电功率损耗，ηc,i，ηd,i分别为储氢单元i对应的充电和放电效率；
48、根据大规模储氢系统各储氢单元模块的功率-温度-效率关系，得到系统总运行效率为：
49、
50、式中：ηhss,c,ηhss,d为储氢系统总的充放电效率，ηc,i，ηd,i分别为储氢单元i对应的充电和放电效率；
51、以各单元充放电效率最优为目标，结合功率-效率耦合关系，建立目标函数，以对各单元进行功率分配，
52、
53、式中：ηhss,i为第i个单元总充放电效率，为第i个单元各时刻充放电功率，其中ηh,i为第i个单元的充放电功率-效率拟合曲线，
54、所述步骤二的约束条件包括储氢系统功率平衡约束，储氢单元充放电功率约束，储氢单元状态约束以及储氢系统容量约束。
55、所述储氢系统功率平衡约束为：
56、
57、式中：pc,t,pd,t为各时刻储氢系统充放电功率，βi是0-1变量，当βi＝1时，表示第i个储氢单元工作；
58、储氢单元充放电功率约束为：
59、
60、式中：为储氢单元充电功率上限值，为储氢单元放电功率上下限值；
61、储氢单元状态约束为：
62、sochi,max＜sochi＜sochi,min
63、储氢系统容量约束为：
64、
65、式中：ec，ed为储氢系统充电和放电容量，erating为储氢系统额定容量。
66、所述步骤三的储氢系统参与调峰控制策略为：
67、在充放电过程中，将pl设置为等效负荷的最小值，将ph设置为等效负荷的峰值，以功率δp为步长分别向上、向下迭代做填谷、削峰功率线，该过程满足以下条件：
68、
69、
70、p2∈[pmin,pl]
71、p1∈[ph,pmax]
72、式中：p1为负荷高峰时间段内的负荷，p2为负荷低谷时间段内的负荷，ec为储氢系统总的充电能量，ed为储氢系统总的放电能量，pmin为净负荷最小值，pmax为净负荷最大值，δt代表单位时间；
73、判断充电电量、放电电量是否达到系统容量上、下限，
74、0＜(sochmax-sochmin)e-ec＜ε
75、0＜(sochmax-sochmin)e-ed＜ε
76、若不满足上式，则继续以δp为步长进行迭代，直到约束满足，导出充电时间段和充电功率pc＝pl-p2，放电时间段和放电功率pd＝p1-ph。
77、所述步骤三的内部储能单元功率优化分配策略为：
78、根据荷电状态对每个储氢单元从大到小编号，编号越大表示荷电状态值越大，充电时优先选择编号小的储氢单元进行分配，放电时优先选择编号大的储氢单元进行分配，选择单元个数如下：
79、
80、式中：ph,t表示各时刻储氢系统所需分配的充放电功率，为第i个单元的额定功率；
81、当时，根据参与分配的储氢单元个数，充电过程优先选择编号较小的储氢单元，根据功率-效率拟合公式，从编号由小至大进行充电，执行充电任务；放电过程优先选择编号较大的储氢单元，从编号由大到小进行放电，执行放电任务；
82、当时，所需分配功率较大，需要多个储氢单元参与充放电任务，在该功率范围内平均分配该时刻功率到各储氢单元中，增加储氢系统的充放电效率。
83、所述步骤三控制策略评价指标为：
84、净负荷标准差改善量：
85、
86、式中：pload,sd为削峰填谷前负荷标准差；
87、最大净负荷峰谷差，表示周期内最大负荷与最小负荷之差，
88、maxp＝pload,max-pload,min
89、式中：pload,max,pload,min分别为调度周期内最大和最小负荷功率；
90、净负荷峰谷差率，表示调度日内的峰谷差与最大负荷的比值为：
91、
92、储氢单元使用率，表示单元吸收与释放功率与单元最大可接受功率的比值，用于侧面反映储氢单元的使用寿命，
93、
94、式中：hsui为第i个单元的使用率，为第i个储氢单元t时刻充放电功率，prate,i为第i个储氢单元额定功率，ts为第i个单元总充放电时间。
95、通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，针对储氢系统参与调峰经济性较低、多储氢单元运行效率较低的技术问题，设计了基于储氢系统参与调峰的成本模型和收益模型，对储氢系统参与调峰运行进行优化；结合储氢温度-功率-效率耦合关系系统，建立储氢系统内部单元功率-效率关系运行模型，设计储氢单元协调优化控制策略，根据储氢运行状况对单元优先级进行划分，保证在不同运行情况下调用不同优先级以及不同数量的单元。在以上方法基础上进行仿真分析及动态调控效果的对比，展现了本方法的有序性和科学性。
1.考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：所述步骤一储氢参与电网调峰系统满足的能量平衡关系为：
3.根据权利要求1所述的考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：所述步骤一储氢系统内部包括一个以上储能单元，每个储能单元均包括电解槽、储氢罐以及燃料电池，且各储能单元之间串联。
4.根据权利要求1所述的考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：所述步骤二储氢系统参与调峰经济性模型建立方法为：
5.根据权利要求1所述的考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：所述步骤二储氢系统内部单元功率分配模型的构建方法为：
6.根据权利要求1所述的考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：所述步骤二的约束条件包括储氢系统功率平衡约束，储氢单元充放电功率约束，储氢单元状态约束以及储氢系统容量约束。
7.根据权利要求6所述的考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：所述储氢系统功率平衡约束为：
8.根据权利要求1所述的考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：所述步骤三的储氢系统参与调峰控制策略为：
9.根据权利要求1所述的考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：所述步骤三的内部储能单元功率优化分配策略为：
10.根据权利要求1所述的考虑调峰经济与功效关系的储氢系统功率优化方法，其特征是：所述步骤三控制策略评价指标为：
